第九章齿轮传动 §9-1概述 §92齿轮传动的失效形式及设计准则 §9-3齿轮的材料及其选择 §9-4圆柱齿轮传动的计算载荷 §9-5直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算 §9-6直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度计算 §9-7直齿圆柱齿轮传动的静强度计算 §9-8斜齿圆柱齿轮传动的强度计篁 §9-9直齿锥齿轮传动 §9-10齿轮传动的效率与润滑 §9-11齿轮的结构
第九章 齿轮传动 §9-1 概述 §9-2 齿轮传动的失效形式及设计准则 §9-3 齿轮的材料及其选择 §9-4 圆柱齿轮传动的计算载荷 §9-5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算 §9-6 直齿圆柱齿轮传动的齿根弯曲疲劳强度计算 §9-8 斜齿圆柱齿轮传动的强度计算 §9-9 直齿锥齿轮传动 §9-11 齿轮的结构 §9-10 齿轮传动的效率与润滑 §9-7 直齿圆柱齿轮传动的静强度计算
NWIS §10-1概述 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一,其应用范围十分广泛。 齿轮传动的特点、类型和基本问题 特点: 1)工作可靠,寿命长; 2)传动比恒定;这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一。 优点{3)效率高; 可达99%,在常用的机械传动中,其效率最高。 4)结构紧凑;在相同条件下,齿轮传动所需的空间一般较小。 5)适用性广。 缺点∫1)制造及安装精度要求高 2)成本高。 2.类型 平行轴齿轮传动(圆柱齿轮) 按轴的布置分相交轴齿轮传动(锥齿轮) 交错轴齿轮传动 Qe
§10-1概述1 一、齿轮传动的特点、类型和基本问题 3）效率高； 4）结构紧凑； 1）工作可靠，寿命长； 2）传动比恒定； 齿轮传动是机械传动中最重要的传动之一，其应用范围十分广泛。 §10-1 概 述 1. 特点： 5）适用性广。 可达99％，在常用的机械传动中，其效率最高。 在相同条件下，齿轮传动所需的空间一般较小。 这也是齿轮传动获得广泛应用的原因之一。 优点 缺点 1）制造及安装精度要求高； 2）成本高。 2. 类型 按轴的布置分 平行轴齿轮传动 相交轴齿轮传动 交错轴齿轮传动 （锥齿轮） （圆柱齿轮）
NWE 概述您 直齿轮传动 渐开线齿轮 按齿向分:斜齿轮传动 按齿廓分:{摆线齿轮 人字齿轮传动 圆弧齿轮 按工作条件分:「闭式传动 各类齿轮图片 开式传动 按齿面硬度分:软齿面齿轮(齿面硬度≤350HBS) 硬齿面齿轮(齿面硬度>350HBS) 3.基本问题: 1)传动平稳:即要求瞬时传动比恒定。 2)足够的承载能力:即要求在预期的使用期限内不失效。 、齿轮传动的主要参数 1)模数m (圆柱齿轮的)标准系列见表9-2。 2)传动比i和齿数比l 从 主 Qe
概述2 各类齿轮图片 按齿向分： 直齿轮传动 斜齿轮传动 人字齿轮传动 按工作条件分： 闭式传动 开式传动 软齿面齿轮（齿面硬度≤350HBS） 硬齿面齿轮（齿面硬度＞350HBS） 按齿面硬度分： 按齿廓分： 渐开线齿轮 摆线齿轮 圆弧齿轮 3. 基本问题： 1）传动平稳：即要求瞬时传动比i恒定。 2）足够的承载能力：即要求在预期的使用期限内不失效。 二、齿轮传动的主要参数 1）模数 m （圆柱齿轮的）标准系列见表9－2。 2）传动比 i 和齿数比 u 主 从 主 从 从 主 ＝ d d z z n n i = = 概 述
NAW 概述您 齿数比 减速传动:i=u 注:1一为小轮,2一为大轮。 增速传动:i= 3)中心距a大批量生产时,推荐按表9-3选取。 4)齿宽b和齿宽系数 b b 齿宽系数: 齿宽 b=uud 或或 b 大轮齿宽:b2=b(应圆整) 小轮齿宽:b1=b2+(5~10)mm Qe
概述3 b1 1 1 2 = z z 齿数比： u 注：1 －为小轮，2－为大轮。 减速传动：i = u 增速传动： u i 1 = 3）中心距 a 大批量生产时，推荐按表9－3选取。 4）齿宽 b 和齿宽系数 a b 或 a = d1 b 齿宽系数： d = 齿宽： b = d d1 或 b = a a b = b 大轮齿宽： 2 小轮齿宽： b1 = b2 +(5～10）mm b2 （应圆整） 概 述
NAIL 概述您 ,. 三、齿轮的精度等级(见表9-4和表9-5) 国标中对圆柱齿轮和锥齿轮都规定了十二个精度等级,常用5~9级。 根据传动的用途、使用条件和齿轮的圆周速度等选择精度等级。 第一公差组:一一控制运动的准确性 齿轮精度分为:第二公差组:一-控制传动的平稳性。 第三公差组 控制载荷分布的均匀性。 例如:8-7-7HK 选择精度等级 ■应遵循“需要+可能”的原则。 Qe
概述4 三、齿轮的精度等级 国标中对圆柱齿轮和锥齿轮都规定了十二个精度等级，常用5 ～9 级。 根据传动的用途、使用条件和齿轮的圆周速度等选择精度等级。 （见表9－4 和 表9－5） 齿轮精度分为： 第一公差组：－－控制运动的准确性。 第二公差组：－－控制传动的平稳性。 第三公差组：－－控制载荷分布的均匀性。 应遵循 “ 需要＋可能 ” 的原则。 概 述 例如： 8－7－7 HK 选择精度等级
NNNN齿轮传动的失效形式及设计准则 二、设计准则 为防止轮齿的疲劳折断,需计算齿根弯曲疲劳强度。 为防止齿面点蚀,需计算齿面接触疲劳强度 对一般工况下的普通齿轮传动,其设计准则为: 软齿面:按齿面接触疲劳强度进行设计计算(确定齿轮的 )闭式传动 参数和尺寸),然后校核齿根弯曲疲劳强度。 硬齿面:按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算(确定齿轮的 参数和尺寸),然后校核齿面接触疲劳强度 2)开式传动:只计算齿根弯曲疲劳强度,适当加大模数(预留磨损量)。 ■注:对高速重载传动,还应按齿面抗胶合能力进行计算 Qe
设计准则 对一般工况下的普通齿轮传动，其设计准则为： 为防止轮齿的疲劳折断，需计算齿根弯曲疲劳强度。 为防止齿面点蚀，需计算齿面接触疲劳强度。 注：对高速重载传动，还应按齿面抗胶合能力进行计算。 二、设计准则 1）闭式传动 硬齿面：按齿根弯曲疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的 参数和尺寸），然后校核齿面接触疲劳强度 软齿面：按齿面接触疲劳强度进行设计计算（确定齿轮的 参数和尺寸），然后校核齿根弯曲疲劳强度。 2）开式传动：只计算齿根弯曲疲劳强度，适当加大模数（预留磨损量）。 齿轮传动的失效形式及设计准则
N93齿轮的材料及其选择 对齿轮材料性能的要求:齿面硬、芯部韧。 、常用的齿轮材料 钢:碳钢 常用材料→ 合金钢(见表9-6)最常用; 铸铁:(见表9-6)用于低速、轻载、不太重要的场合; 非金属材料:如尼龙、塑料等。适用于高速、轻载、且要求降低噪 音的场合。 锻造 适用于中、小尺寸的齿轮。 齿轮的毛坯:铸造:适用于形状复杂、尺寸大的齿轮。 二、常用的热处理方法 调质、正火 得软齿面,强度低,工艺简单 Qe
§9-3 齿轮的材料及其选 择 §9-3 齿轮的材料及其选择 对齿轮材料性能的要求：齿面硬、芯部韧。 一、常用的齿轮材料 钢： 铸铁：（见表9－6） 用于低速、轻载、不太重要的场合； 非金属材料：如尼龙、塑料等。适用于高速、轻载、且要求降低噪 音的场合。 常用材料 最常用； 碳钢 合金钢（见表9－6） 二、常用的热处理方法 齿轮的毛坯： 锻造 铸造 ：适用于形状复杂、尺寸大的齿轮。 ：适用于中、小尺寸的齿轮。 调质、正火： －－得软齿面，强度低，工艺简单
齿轮的材料及其选择您 适用于中碳钢 适用于低碳钢 ■整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮等:一一得硬齿面,强度高。 淬火后需磨齿,工艺复杂。 不需磨齿 三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求,如强度、寿命、可靠性、经济性等; 应考虑齿轮的尺寸大小,毛坯成型方法及热处理和制造工艺; 钢制软齿面齿轮,小轮的齿面硬度应比大齿轮高20~50HBS。 鼴硬齿面齿轮传动,两轮的齿面硬度可大致相同,或小轮硬度略高。 Qe
齿轮的材料及其选择 原则2 三、齿轮材料选用的基本原则 齿轮材料必须满足工作条件的要求，如强度、寿命、可靠性、经济性等； 应考虑齿轮的尺寸大小，毛坯成型方法及热处理和制造工艺； 钢制软齿面齿轮，小轮的齿面硬度应比大齿轮高20～50HBS。 硬齿面齿轮传动，两轮的齿面硬度可大致相同，或小轮硬度略高。 整体淬火、表面淬火、渗碳淬火、渗氮等：－－得硬齿面，强度高。 淬火后需磨齿，工艺复杂。 适用于中碳钢 适用于低碳钢 不需磨齿 齿轮的材料及其选择
NNm94园圆柱齿轮传动的载荷计算 、轮齿的受力分析 1.直齿圆柱齿轮 用集中作用于分度圆上齿宽中点处的法向 Fr 力F代替轮齿所受的分布力,将F分解,得 切向力 F 271 TI 径向力:F=F tan a (9-4) 法向力: 啮合传动中,直轮齿的受力分析中 cos a 式中:d1--为小轮的分度圆直径(mm)。 Fn F T-一为小轮的名义转矩(Nmm)。 主动轮F的方向与其转向相反; 从动轮F的方向与其转向相同。 径向力F的方向指向各自的轮心(外齿轮)。 Qe
§9-4 圆柱齿轮的载荷 一、轮齿的受力分析 计算 1 1 t 2 d T F = Fr = Ft tan 啮合传动中，直轮齿的受力分析 切向力： 径向力： cos t n F 法向力： F = T1 －－为小轮的名义转矩（N·mm）。 式中： d1 －－为小轮的分度圆直径（mm）。 主动轮 Ft 的方向与其转向相反； 从动轮 Ft 的方向与其转向相同。 径向力 Fr 的方向指向各自的轮心（外齿轮）。 1. 直齿圆柱齿轮 （9－4） §9-4 圆柱齿轮传动的载荷计算 用集中作用于分度圆上齿宽中点处的法向 力 Fn 代替轮齿所受的分布力，将 Fn 分解，得：
NWI 柱的计 练习 2斜齿圆柱齿轮 2T 切向力:F 驶合传动中,轮齿的受力分析 将F分解径向力: tan a (9-5) 斜齿轮受力 cOS 轴向力:F=Etan ββ 二级受力分析 轴向力F的方向:用“主动轮左右手法则”判断。 1主动 1主动 1主动 2 2 2 2 Qe
1 主动 2 圆柱齿轮的载荷计算2 Ft 2 Ft1 Fx1 Fx2 Fr 2 Fr1 1 主动 2 Fx1 1 主动 2 Fx1 练 习 啮合传动中，轮齿的受力分析 2. 斜齿圆柱齿轮 将 Fn 分解 1 1 t 2 d T F = cos tan r t n F = F 切向力： 径向力： 轴向力： Fx = Ft tan （9－5） 斜齿轮受力 轴向力Fx的方向：用“主动轮左右手法则”判断。 二级受力分析
